COMPOSITION ÉLÉMENTAIRE. — ÉQUIVALENT

Tandis que ces résultats fondamentaux fixaient les idées sur la marche de l'analyse et sur le but qu'elle devait se proposer d'atteindre dans son application aux substances végétales ei animales, on assignait, par d'autres travaux, la composition élémentaire des principes immédiats eux-mêmes; on apprenait à déterminer leur équivalent, et l'on établissait des relations pré cises entre les poids de leurs vapeurs. En joignant à ces trois ordres de résultats la découverte de l'isomérie, on aura passe en revue tous les faits propres à définir l'analyse immédiate des matières organiques.

Parlons d'abord de l'analyse élémentaire. La détermination

(i) Vuii le Livre I!I de cet ouvrnjip

IMRODLCTION. XLIX

pondérale de la proportion des éléments contenus dans les matières organiques, c'est-à-dire du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène et de l'azote, parut tout d'abord offrir des difficultés exceptionnelles. En effet, trois de ces éléments sont gazeux et toutes leurs combinaisons binaires sont également volatiles ou gazeuses : cette circonstance suffit pour exclure presque toutes les méthodes analytiques usitées en chimie minérale. Cependant on est parvenu à effectuer l'analyse élémentaire des matières organiques à l'aide de méthodes simples et régulières, qui sont précisément celles dont nous nous servons aujourd'hui. Mais pour atteindre un semblable résultat, les chimistes les plus habiles ont dû y consacrer trente années d'efforts. Ce n'est point ici le lieu de retracer ces efforts successifs. 11 suffira de dire que toutes les méthodes aboutissent à changer le carbone et l'hydrogène en composés binaires complètement oxydés, tels que l'eau et l'acide carbonique, et à recueillir l'azote, tantôt à l'état libre, tantôt sous forme d'ammoniaque.

Parmi les procédés d'analyse, les uns reposent sur les méthodes eudiométriques, imaginées par Volta au siècle dernier (1778) pour l'analyse du gaz des marais: les autres sont fondés sur l'emploi des agents comburants, tels que le bioxyde de plomb (i), le chlorate de potasse (2), l'oxyde de cuivre (3), etc. En même temps on a eu recours à des appareils diversement disposés. Ainsi, Berzelius imagina de placer le mélange de matière organique et de substance comburante dans un long tube horizontal destiné à rendre la combustion successive (i8i5) mous avons conservé.celte disposition. M. Liebig réussit à peser, dans l'appareil qui porte son nom, l'acide carbonique, jusque-là déterminé en volume (i83i). Enfin MM. Will etWarrenlrapp ont les premiers dosé sous forme d'ammoniaque l'azote des matières organiques (1842).

L'analyse élémentaire ne suffit point pour définir une substance au point de vue chimique ; il faut encore connaître son équivalent et sa formule. Les règles relatives à la délermina-

(l) HeRZELIL'S.

(■2) Gay-Lvssac ot TiiF.NAun.

(^) Gay-Lcssac.

L IM'RUDlJirilON.

lion (le l'équivalent sont les mêmes en cliimie minérale el en chimie organique : elles consistent à combiner la substance examinée avec un corps dont l'équivalent est connu, particulièrement avec un oxyde ou avec un acide, et à déterminer les proportions pondérales des éléments de la combinaison et le rapport de l'oxygène contenu dans ses deux composants. Ces règles ont été posées tout d'abord en chimie organique par Berzelius, comme la suite naturelle de ses recherches fonflameniales sur l'équivalent des substances minérales (i). C'est ainsi qu'il a établi la formule de plusieurs acides organiques, par l'analyse de leur sel plombique, et par la détermination du rapport qui existe entre l'oxygène de l'acide et l'oxygène de la base ; il a étendu la même méthode au sucre el aux matières neutres analogues. Enfin il a exprimé les résultats auxquels il était parvenu en chimie organique à l'aide de> mêmes formules atomiques qu'il avait inventées pour la représentation symbolique des composés minéraux : on sait que l'usage de ces formules est devenu universel.

A côté des méthodes fondées sur la détermination pondérale des équivalents organiques, et parallèlement, se développai! une méthode toute différente qui conduisait au même but, en s'appuyant sur un autre point de vue également capital. Celte méthode repose sur la loi de Gay-Lussac. D'après celle loi, découverte à l'époque qui nous occupe, les poids des corps simples et des corps composés, pris sous le même volume gazeux, sont proportionnels à leurs équivalents. D'où il suit que les rapports fondamentaux entre les poids des corps qui se combinent se retrouvent dans l'étude de leurs volumes gazeux : les relations équivalentes ainsi exprimées prennent une forme plus simple el plus saisissante. Dès i8i5, Gay-Lussac appliquait sa loi à l'étude de la chimie organique. C'est ainsi qu'il put établir les relations qui existent entre l'alcool, l'élher et le gaz oléfiant, relations remarquables qui sont devenues l'une

(i) .tniiiilcs (le Chimie, t. X(]ll, p. i.")3: iHi'i; cl t. X(".I\ , p j; iSifi.

IMKUULlTIU.N. LI

des bases de la théorie de l'alcool et des élhers (i). A l'aide des mêmes considérations, Gay-Lussac représenta également les relations multiples qui existent entre les composés cyaniques (2) et la décomposition du sucre en alcool et en acide carbonique durant la fermentation (3). Ces rapprochements sont fondamentaux, car c'est la première fois que les transformations des composés organiques ont été représentées par un système régulier de relations équivalentes : nos équations actuelles n'expriment pas autre chose.

Grâce aux progrès incessants des méthodes par lesquelles on effectuait l'analyse élémentaire des substances organiques (4) et la détermination du poids de leurs vapeurs (5), on vit bientôt les résultais expérimentaux s'étendre et se multiplier presque à l'infini : ces études ont pris, surtout depuis i83o, une impulsion qui ne s'est point ralentie. Un nombre immense de principes immédiats nouveaux furent découverts, caractérisés et analysés dans un court espace de temps ; leurs formules, établies d'abord avec hésitation et non sans quelques erreurs, ont acquis peu à peu un caractère presque absolu de netteté et de certitude. L'analyse de ces principes et celle des corps qui peuvent en dériver, les discussions et les découvertes auxquelles cette analyse a donné lieu ont ouvert à la chimie organique des voies nouvelles. D'un côté, le caractère alcalin de certains principes immédiats, aussi bien que le caractère acide des acides gras, ont commencé à fixer les idées sur les relations qui existent entre les fonctions de certains composés organiques et celles des composés minéraux. D'un autre côté, l'analyse et l'étude des corps gras neutres, celle des éthers, des essences, des carbures d'hydrogène, des matières colorantes, des sucres, ont mis en évidence les caractères propres que possèdent la plupart des composés organiques et les fonctions spéciales et sans analogue en chimie

(1) Annales de Chimie, t. \C\', p. 3ii; i8i5.

(2) Annales de Chimie, t. XCV, p. 207; i8i5.

(3) Annales de Chimie, t. XCV, p. 3i6; i8i5.

(4) L'emploi de l'appareil de M. Liebig en particulier.

(5) Froccdé de M. Di-mas, Annales de Chimie et de l'hysiquc, 1^ série, t. XXXIII, p. 342; 182G.

LU IMRODLf:TlU.\.

minérale qu'ils sont ajiies à remplir. C'est là un champ immense qui s'étend chaque jour, et dont aujourd'hui même nous sommes encore fort éloignés d'apercevoir les limites.

Mais avant d'aller plus loin dans l'exposition de ces nouveaux résultats, il est nécessaire de s'arrêter un moment sur les phénomènes d'isomérie : ils jouent un rôle essentiel en chimie organique. En poursuivant l'étude analvtique des principes immédiats, on reconnut, non sans étonnenieni, que la connaissance de la composition d'un principe et celle de son équivalent ne suffisent point pour le définir. Jusque-là on avait admis comme un axiome physique que l'identité de l;i composition implique l'identité des propriétés. Mais cette opinion fut renversée le jour où l'on découvrit des corps doués de la même composition et possédant cependant des propriétés différentes.

Le gaz de l'huile, découvert par Faraday en 18:26, et le gaz oléfiani, c'est-à-dire deux gaz formés des mêmes éléments unis dans la même proportion, fournirent à cet égard un premier exemple tout à fait décisif. Néanmoins, le premier gaz étant deux fois aussi condensé que le second sous le même volume, l'anomalie parut moins surprenante. Mais de nouveaux faits, plus difficiles à expliquer, ne tardèrent pas à être ohservés, soil en chimie minérale, soit en chimie organique. On découvrit en effet deux oxydes d'étain, doués de la même composition avec des propriétés différentes, plusieurs acides phosphoriques, doués d'une capacité de saturation distincte; on reconnut également que l'acide fulminique, l'acide cyanique, et, bientôt après, l'acide cyanurique, possédaient la même composition et la même capacité de saturation. Des résultats aussi éloignés de ceux que l'on était accoutumé à observer ne pouvaient être acceptés sans contestation ; aussi les faits précédents donnèrent lieu à des controverses prolongées. Leur interprétation n'était point encore fixée, lorsque Berzelius reconnut d'une manière certaine que l'acide tartrique et l'acide racémiquc possèdent la même composition, le même équiva-

INTRODlt'.TlON. un

lent, la même capacité de saturation. Ces deux acides fournissent deux séries de sels qui se répondent deux à deux et dont la composition est exactement la même.

Un fait aussi capital ne pouvait demeurer stérile entre les mains de Berzelius. Ce fut à cette occasion que le savant suédois formula l'ensemble des résultats connus à l'aide d'une même conception générale, exprimée par le mot à.'isomê,ne (i83i) (i) : les corps isomères sontceux qui possèdent la même composition et le même équivalent. Bientôt Berzelius fut conduit à distinguer les corps polymères, qui possèdent la même composition, mais dont les équivalents sont multiples les uns des autres; ei les corps métamères, doués de la même composition, du même équivalent, mais susceptibles d'être formés par l'union de composés binaires tout différents (7.1.

Ces distinctions essentielles prirent une nouvelle force par l'étude comparée de l'essence de térébenthine, de l'essence de citron et de leurs isomères (3 ) ; par celle des étheis mélhyliques, métamères avec les éthers viniques (4); par l'examen de l'amidon, du ligneux et de la dextrine (5); par les recherches sur les produits chlorés isomères qui dérivent de l'éther chlorhjdrique, d'une part, de laliqueurdes Hollandais, d'autre part (6), etc.; enfin par les travaux relatifs à la symétrie o|)tique et cristalline des acides tarlriques (7). Les études récentes sur les glucoses isomériques, sur les divers sucres isomères avec le sucre de canne, sur les principes isoméricjues avec la

[\) Jahrcshcricht von Berzelius (pour i83o), tradiiclioii alleinaiiile, p. '\l\.

— Annales de Chimie et de Physique, 2^' série, t. XL\I, p i3G; i83i.

(•i) Jahresbcrichi von Berzelius f pour i83i), traduction allemande, p. 63.

(3) UrMAS, Annales de Chimie et de Physique, a*-' série, t L, p. 237; i832. — SoiBEiRAM et Capitaine , Jou;7in/ de Pharmacie, ■>"-' série, t. XX.Vl,p. i et G/|; 1840.

— Deville, Annales de Chimie et de Physique, 2*^ série, l. LXXV, p. 37; 1840. — I'ertuelot, Annales de Chimie et de Physique, 3*^ série, l. XXXVII, p. 223; i8j3; t. XXXIX, p. 5; i853; l XL, p 5; i854, et dans le présent ouvrage, chap. Ill du Livre IV.

(4) Dumas et Peligot, Annales de Chimie et de Physique, 2^ série, l. LVIII, p. '), i835.

(j) BiOT et Persoz, cites p. Lix.

(6) REGjiALi.T, Annales de Chimie ei de Physique, 1'^ HM-ic, l. LXXl, p. 3j3 ; i83;).

(7) Pastelr, Annales de Chimie rt de Physique, 3'' série, l. \X1\\ p. .'|/|2; i8/|8; et volumes suivants.

LIV IXTRODLCTION.

mannile, sur les alcools campholiques isomères, clc, oni encore étendu le domaine de l'isomérie (i).

SECTION IV